100kW四冲程柴油机连杆设计.doc

学 号： 012110721010X 题 目 100kw四冲程柴油机连杆组设计 学 院 汽车工程学院 专 业 热能与动力工程 班 级 1101 姓 名 XXX 指导教师 XXX 2014 年 11 月 21 日 目录 0 前言 - 4 - 1 柴油机的结构参数 - 4 - 1.1 初始条件 - 4 - 1.2 发动机类型 - 4 - 1.2.1 冲程数选择 - 4 - 1.2.2 冷却方式 - 4 - 1.2.3 气缸数和气缸布置方式 - 5 - 1.3 基本参数 - 5 - 1.3.1 行程缸径比S/D选择 - 5 - 1.3.2气缸工作容积V，缸径D的选择 - 5 - 1.3.3气缸中心距及其与缸径的比值 - 6 - 1.3.4曲轴半径与连杆长度之比λ的选取 - 6 - 1.3.5压缩比与燃烧室容积Vc，总容积Va - 6 - 2 热力学计算 - 6 - 2.1 热力循环基本参数的确定 - 6 - 2.2 热力过程具体计算 - 7 - 2.2.1 绝热压缩始点气体状态 - 7 - 2.2.2 绝热压缩终点气体状态 - 7 - 2.2.3 定容增压过程 - 8 - 2.2.4 定压膨胀过程 - 8 - 2.2.5 绝热膨胀过程 - 10 - 2.3 绘制p-V图 - 10 - 2.4 p-V图的调整 - 11 - 2.5 发动机性能参数的计算 - 12 - 2.6 p-V图向p-α图的转换 - 13 - 3 运动学计算 - 14 - 3.1 曲柄连杆机构的类型 - 14 - 3.2 曲柄连杆比的选择 - 14 - 3.3 活塞运动规律 - 14 - 3.4 连杆运动规律 - 16 - 4 动力学计算 - 17 - 4.1 气体作用力的计算 - 17 - 4.2 惯性力的计算 - 17 - 4.2.1 质量转换 - 17 - 4.2.2 往复惯性力 - 18 - 4.2.3 离心惯性力 - 19 - 4.3 作用在曲柄连杆机构上的力 - 19 - 4.3.1 活塞销处的总作用力 - 19 - 4.3.2 总作用力P的传递 - 20 - 5 连杆组的结构设计 - 23 - 5.1 连杆的设计 - 23 - 5.1.1 连杆的结构类型 - 23 - 5.1.2 连杆长度 - 24 - 5.1.2 连杆小头 - 24 - 5.1.3 连杆杆身 - 25 - 5.1.4 连杆大头 - 25 - 5.2 连杆的材料选取 - 26 - 5.2.1 连杆衬套材料 - 26 - 5.2.2 连杆杆身材料 - 27 - 5.3 连杆的强度计算 - 27 - 5.3.1 连杆小头 - 27 - 5.3.2 连杆杆身 - 31 - 5.3.3 连杆大头 - 32 - 5.3.4 连杆螺栓的疲劳计算 - 33 - 参考文献 - 36 - 附 录 - 37 - 附表1 主要参数 - 37 - 附表2 运动学计算表 - 38 - 附表3 动力学计算表 - 42 - 100kW四冲程柴油机连杆组设计 0 前言 在本次课设的动员大会上就开始了解到本次的重要性以及是以往所无法的在正式开始本次才真正了解到本次的复杂度，除了对专业的整体认识和深刻领悟还需要对各种软件与应用比如Excel MathType和AutoCAD等软件此次设计之所以原因，设计是毕业设计之前的最后一个大型课程设计，因此可以利用这次课程设计检验一下自己的专业素质。 1.1 初始条件 额定功率：P=100kW 平均有效压力： 活塞平均速度： 1.2 发动机类型 1.2.1 冲程数选择 根据课程设计 1.2.2 冷却方式 水冷采用冷却方式。水冷较均匀，低，、平均压力及升功率较高，气缸冷却效率较高，却较均活塞与缸套间隙较小，机油消耗率较低。 汽缸数为4缸，缸数较少，采用常用的直列式。考虑车用柴油机、外形尺寸比例、单机功率、制造和使用成本等因素kw柴油机采用，直列式布置方式结构紧凑 1.3 基本参数 1.3.1 行程缸径比S/D选择 高速柴油机的S/D=1.0-1.3，较小的S/D有利于提高柴油机转速、减小柴油机的宽度和高度，S/D=1.1。 1.3.2气缸工作容积V，缸径D的选择 根据《柴油机设计手册 式中 ——发动机的有效功率，依题为100kW ——发动机的平均有效压力，依题取1.21MPa ——气缸的工作容积4L ——发动机的气缸数目 ，依题为4 ——发动机的转速 ——活塞的平均速度，依题取9.6m/s ——发动机活塞行程 ——发动机气缸直径 ——发动机的行程数，依题为4 带入数据并圆整得